三维 - 化身与物体互动（难度：4）

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介绍

在许多游戏中，玩家控制自己的化身与场景内的其他物体交互，比如撞到墙上或者拾取奖励物品。本教程将会演示三种方法：射线投射、包围盒和距离测量。

第 1 步 - 重做起始项目

这是为你分享的一个起始项目：https://play.creaticode.cn/projects/4a308d8eb17ad7ae526cffb4

请改编这个项目，作为你自己的项目。

这个项目包含了玩家可以按键控制的数字人化身，以及添加一些其他物体的代码: 一条通往平台的斜坡，皇冠和金币，以及一个圆形目标区域。

第 2 步 - 基于射线投射检测与平台的碰撞

目前，玩家的化身无法行走在斜坡或平台上。相反，它将穿过斜坡。

要修复这个问题，我们可以打开基于射线投射的碰撞。在 “化身” 角色中插入以下积木 (你可以通过搜索 “碰撞” 来找到这个积木):

注意正确设置如下参数:

它是 “不可穿过的” 碰撞，这意味着化身将在产生碰撞时停止；
碰撞目标是 "平台” 角色，所以化身只会与在 “平台” 中创建的物体发生碰撞，也是斜坡和平台。
精度是 “下方和前方”，这样的话化身添加了两个感应射线，一个向下指向地面，一个在脚面高度指向前方。
“调试” 选项设置为 “是”，所以我们可以看到射线和碰撞盒子。

当我们再次运行项目时，我们可以看到感应射线和一个碰撞盒子（黄色的盒子)，这是三维引擎用来代表化身身体的形状。但是这里还有个问题：黄色盒子位于角色底部，并且感应射线在地面下方。

这是因为所有化身和模型的位置原点都在其身体的底部中点，而不是整个身体的中心点。要解决这个问题，我们只需要添加一个 “z 位移”，将黄色盒子向上移动半个化身高度，即 100 / 2 = 50。

现在我们可以看到黄色碰撞盒子和 2 个感应射线都在正确的位置了：

第 3 步 - 跑上斜坡

现在我们尝试让角色跑上斜坡时，会看到这个：

好消息是碰撞检测已经起作用了，化身已经“知道”有斜坡，不再穿过它。坏消息是化身被卡住了，因为前向的射线报告说被阻挡了。

要解决这个问题，我们需要将“精度”更改为“低”，这样会在所有6个方向上安装6个射线，并将前向的射线提高到身体中心的高度。

现在我们的化身能够跑上坡了。这是因为前向射线与前方坡面的距离更大，所以它不再报告前方被坡面阻挡了。

请注意，如果你使用“移动到 X/Y/Z 位置”积木来移动化身，它仍然会穿过斜坡。你必须使用“设置速度”积木来配合基于射线投射的碰撞。

第 4 步 - 修复动画和运动

现在的问题是角色在坡道上移动时不会停下来，而且一直显示“跳在空中”的动画。

这是因为程序仍然使用化身的“z位置”来测试它是否在空中，所以化身在斜坡上时候就一直以为它在跳跃。既然我们已经打开了基于射线投射的碰撞检测，我们其实可以检查化身是否脚踩在地面或其他物体上。

在化身角色中，下滑找到“处理按键”积木的定义，并进行以下更改，这样当化身下方没有任何障碍物时，我们将显示跳跃动画。

现在动画已修复，而且化身也可以停在斜坡上了：

第 5 步 - 与皇冠碰撞

现在让我们继续下一个任务：使化身与平台上的皇冠发生碰撞。有几种方法可以做到这一点。我们将首先尝试使用基于射线的碰撞检测。

我们需要进行两个代码更改：

首先，在化身角色中，我们需要打开化身和“物体”角色之间的“可穿过的”碰撞，因为我们不希望化身被皇冠阻挡。

接下来，在“物体”角色中，我们需要使用"当与化身碰撞时"积木来处理与“化身”的碰撞事件。由于在这个角色中创建了2个物体，皇冠和金币，与化身发生碰撞的那个物体会自动被选择为当前的"角色物体"。我们可以通过打印角色物体的名称来验证这一点。

现在，当化身撞上皇冠时，我们在控制台面板中看到打印的信息。它说“物体”角色打印了一条信息：“a”。这正是与化身发生碰撞的皇冠的名称。

第 6 步 - 删除皇冠

现在我们知道与化身相撞的物体的名称是“a”，我们可以方便地将其删除，就好像化身已经获得了皇冠一样。

我们甚至不需要指定要删除的物体的名称，因为在发生碰撞时，皇冠已被选为"角色物体"。现在，当化身碰到它时，皇冠将被删除：

第 7 步 - 用射线碰撞方法收集金币？

现在，如果我们尝试移动角色来收集金币，我们会发现它不起作用：

原因是我们使用的是基于射线的方法，所以只有当射线触碰到目标物体时，化身才会与物体产生相撞。在这个场景里，金币位于前向射线的上方，所以不会触发碰撞事件。它也不会与化身指向上方的射线发生碰撞，因为化身没有上升的速度。如果我们让化身跳一下，那么它的向上的射线将触发碰撞事件：

显然，这不是一个很好的解决方案。我们需要让化身在碰到金币时就删除掉金币。我们下一步换到另一种方法。

第 8 步 - 显示边界盒子

三维场景中的每个物体都有一个隐形的“边界盒子”，这是一个包裹整个物体的盒子。要显示物体的边界盒子，可以添加“显示边界盒子”积木。

在“化身”角色中，让我们取消与“物体”角色的碰撞，并隐藏碰撞射线。然后让我们添加“显示边界盒子”积木：

你将在角色周围得到一个白色框架：

在“物体”角色中，删除“当与化身碰撞时”的事件处理，并显示皇冠和金币的边界盒子：

现在你可以看到这两个物体的边界盒子：

第 9 步 - 检测边界盒子是否重叠

每个物体或者化身的外形可以非常复杂，所以比起检查它们的实际形状是否重叠，计算它们的边界盒子是否重叠要快得多。我们可以这样要求游戏引擎：在化身的边界盒子与“物体”角色中的任何物体重叠时，广播一个消息给我们处理。

首先，在“物体”角色中，让我们创建一个名为“碰到物体”的新消息，并将附加的信息存储在变量“信息”中（这个变量已经为你创建好了）。我们可以这样打印出“信息”的内容：

接下来，在“化身”角色中，添加这个积木，在化身与“物体”角色的物体重叠时广播“碰到物体”的消息。请注意，“p”是化身的名称，“所有物体”是一个特殊参数值，表示“物体”角色中的所有物体都可以被碰到。

现在，当化身碰到皇冠时，“信息”变量将包含以下信息：“p,a”。这是告诉我们物体“p”正在与物体“a”重叠。

第 10 步 - 删除被触碰的物体

现在，我们已经找到了感知化身是否触碰王冠或者金币的另一种方法。这样的话，我们可以在“物体”角色中用这个名称来删除该物体：

我们使用“分割”积木，通过逗号分隔符将“信息”变量的内容"p,a"拆分为两部分，第2部分就是名称“a”。这样的话，我们可以使用这个个名称来删除对应的物体。当化身碰到金币时，“信息"变量的内容将变成"p,c"，那么第2部分就是“c”，即金币物体的名字。

请注意，现在我们可以成功检测到金币了，因为化身的边界盒子会与金币的边界盒子重叠。 比起使用碰撞射线，这个重叠方法对于检测小物体更好用，因为两个边界盒子的任何部分的重叠都可以被检测到。

第 11 步 - 使用边界盒子检测目标区域

对于我们的最后一个任务，我们将尝试检测化身是否到达了圆形的目标区域。由于目标区域是一个薄薄的圆柱体，它不会被前向的射线传感器检测到。因此，让我们尝试使用边界盒子重叠方法。

首先，在“化身”角色中，添加一个新的消息处理程序来接收“碰到目标”的消息。当收到这个消息时，我们将使化身停止移动。我们可以停止所有其他代码积木，并将化身的前进速度设置为零。然后我们让化身显示“胜利”的动画。请注意，起始项目已经为你的角色添加了“胜利”动画。

其次，还是在“化身”角色中，当化身的边界盒子与目标物体的边界盒子重叠时，广播“碰到目标”消息。

现在，当化身碰到目标区域的边界盒子时，它将立即停止：

第 12 步 - 关于物体之间的距离

当我们使用边界盒子检查目标区域时，存在一些小问题。首先，化身一旦碰到目标区域的边缘就会停下来，而不是在目标的中心。另外，由于边界盒子比目标区域本身要大，所以化身可能会卡在边界盒子的一个方角处：

此外，如果每个动画帧都需要计算2个边界盒子是否重叠，这还是需要耗费不少的计算时间的，在稍慢的计算机上可能会让动画变得不够流畅。

为了解决这些问题，我们可以尝试第3种方法：我们可以简单地计算化身和目标之间的距离，如果该距离小于某个阈值，则判定化身已经到达了目标区域。

请注意，当我们测量两个物体之间的距离时，我们是指它们的位置之间的距离。对于像圆柱体这样的简单形状，其位置是其中心点的位置。对于模型或化身，其位置是其底部中心点的位置。

例如，下面的图片中，目标区域和角色之间的距离是两个红点之间的距离：

第 13 步 - 使用距离检测目标区域

为了使用距离测量来检查化身是否到达目标位置，我们需要删除用于检查边界盒子的积木，并将其替换为距离检测积木：

注意，我们正在检查“3D”距离，这考虑到两个物体的X/Y/Z位置。如果我们选择“2D”（二维），那么Z位置将被忽略。那样的话，即使化身站在目标正下方的草地上，它们之间的 2D 距离也可能会很小。

我们使用30的阈值，这样当距离小于30时，游戏引擎会自动广播"碰到目标"的消息。

现在，“碰到目标”消息只有在角色更接近目标区域中心时才会发送。

总结

总结起来，你应该根据你要解决的问题来决定哪种方法适合你：

基于射线的方法非常适用于检测那些阻止化身移动的障碍物，例如墙壁、平台、斜坡和楼梯。当障碍物太小而无法被传感器射线检测到时，这个方法就不是很适合。
对于较小的物体（例如金币或装备），我们可以检查化身的边界盒子是否与这些物体的边界盒子有重叠。这个方法虽然需要一定的计算时间，但是更加准确。
如果我们只需要知道化身是否靠近另一个物体，还可以使用基于距离的方法。计算两点之间的距离比前两个方法要快得多。

请注意，即使玩家是在驾驶汽车或飞机，而不是控制化身，我们还是可以使用类似的方法的。

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